Une nouvelle technique d'édition génétique découverte par les chercheurs de l'UO réduit considérablement le temps consacré à la recherche, permettant d'explorer plusieurs domaines auparavant indisponibles. Grâce à cette méthode, les biologistes peuvent désormais comparer plusieurs versions d’un gène pour trouver des mutations donnant naissance à des traits spécifiques, tout en suivant leur évolution dans le temps.
En menant ce type de recherche, les scientifiques ont franchi une étape importante vers l’identification de mutations pertinentes pour la santé humaine ou la compréhension des mécanismes à l’origine des maladies humaines. Bien que des techniques d’édition génétique de masse aient déjà été développées pour des organismes unicellulaires tels que les bactéries et les levures, c’est la première fois qu’elles sont possibles à cette échelle chez un animal.
L'édition de gènes fait un bond en avant
« En biologie, nous passons beaucoup de temps à travailler avec des mutants génétiques. Mais chez les animaux, nous sommes limités par le nombre de mutants génétiques que nous pouvons produire en même temps », explique le chercheur. Zach Stevenson, qui a aidé à concevoir la technique. "C'est une nouvelle façon de contourner ce goulot d'étranglement."
Stevenson et ses collègues décrivent leur nouvelle technique dans une préimpression publiée sur bioRxiv. Je vous le mets en lien ici.
Le système, développé avec le petit ver C. elegans, il pourrait également fonctionner chez d'autres animaux de laboratoire, comme les mouches ou les souris, dit Stevenson.
Parce que c'est important
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les scientifiques peuvent souhaiter avoir la possibilité de créer de nombreuses mutations génétiques en même temps. Par exemple, ils peuvent modifier une mutation qui rend un animal résistant à un médicament spécifique, ou capable de survivre dans certaines conditions, ou moins sensible à une maladie.
Ils peuvent avoir besoin d'examiner des dizaines, voire des centaines de variations possibles sur un gène pour trouver la plus efficace.
L'ingénierie de ce type de montage génétique expérimentale c'est extrêmement lent chez les animaux. Chaque souche mutante, une collection de vers avec une modification génétique prédéterminée, doit être créée une par une. "Habituellement", dit Stevenson, "il faut sept à dix heures de pratique" pour créer un seul mutant. Ce système récemment découvert vous permet de « créer des dizaines de milliers » dans le temps qu’il faut désormais pour n’en créer que trois ou quatre.
Comment fonctionne la nouvelle méthode
Pour accélérer les choses, Stevenson et ses collègues ont conçu un moyen de compresser des centaines, voire des milliers de mutations possibles dans une seule « bibliothèque ». Chaque livre de la bibliothèque est un petit fragment de code génétique, en soi insignifiant et non fonctionnel. Chaque fragment s’insère dans une « niche » artificielle dans le gène ciblé.
Cette conception permet un véritable changement de paradigme : au lieu d’injecter individuellement de nombreux vers individuels avec différentes versions d’un gène, les chercheurs peuvent injecter l’intégralité de la bibliothèque de mutations dans un seul ver.
Ensuite, lorsque le ver se reproduit, la bibliothèque s'agrandit. Dans chaque progéniture, un livre de la bibliothèque de mutations est sélectionné au hasard pour compléter le gène ciblé. Le résultat : une collection de vers qui ont tous des mutations génétiques différentes sélectionnées au hasard.
Les chercheurs ont appelé leur technique TARDIS, un clin d'œil ludique à la cabine de police itinérante du Dr Who dans l'espace et dans le temps. Ici, il signifie Transgenic Arrays Resulting in Diversity of Integrated Sequences.
Applications possibles du montage 2.0
Les chercheurs ont testé TARDIS avec un gène qui confère aux vers une résistance aux antibiotiques. Mais ils voient de larges applications pour la biologie en général, y compris la recherche sur d'autres organismes modèles.
Cela pourrait être particulièrement utile pour étudier les interactions entre protéines ou la signalisation entre cellules, suggère le professeur de recherche de l'UO Stephen Bansé, qui a aidé à développer le TARDIS. De telles interactions sont souvent pertinentes pour comprendre les maladies, mais les scientifiques perdent un contexte important en les étudiant dans des levures ou des bactéries, a déclaré Banse.
"Maintenant, nous pouvons faire ces choses sur un modèle animal." Et puis chez l'homme.
